专利名称：二组分液体分配器枪和系统的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及用于各种目的液体分配器系统，并且尤其涉及被构造用以混合和分配诸如用于太阳能电池板的二组分封装材料的粘性液体的液体分配器枪和系统。
背景技术：
太阳能电池板通常由玻璃制上层、包括一个太阳能电池或多个太阳能电池(在下 文中称“太阳能电池”)的中间层、以及由玻璃或合成箔制成的下层形成。太阳能电池被包裹在封装材料中。对太阳能电池的封装保护太阳能电池免受损坏并且确保太阳能电池板的上下层保持黏附地联接到太阳能电池，从而形成太阳能电池“夹层”。太阳能电池板制造商通常使用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯-乙酸乙烯脂(EVA)的箔片作为封装材料。必须小心地环绕太阳能电池对EVA或PVB箔片定位，然后使EVA或PVB箔片在层合机中熔化，并冷却以产生太阳能电池板“夹层”。这种封装过程对于箔片的层合和放置来说是非常耗时的。该封装过程还消耗大量的能量来熔化箔材。为了解决传统箔片封装过程的缺陷，太阳能电池板制造商已经开始用液体封装材料取代封装用箔片。液体封装材料通常由基础组分和催化剂组分形成，这种组合物保护太阳能电池并且粘附到太阳能电池。在一个示例性过程中，液体封装材料可以包括用于太阳能电池的前侧的第一光学透明的材料；以及第二材料，该第二材料包括用于改善太阳能电池的后侧的传导性和热性能的石英粉。必须在太阳能电池上精确地计量和分配液体封装材料，使得在太阳能电池的整个表面面积上提供液体封装材料的连续的大致平面层。在提供横跨太阳能电池板的宽度的液体封装材料的一致的流动流质量上，尤其是针对不同大小和形状的太阳能电池板，常规液体分配器系统大致都是失败的。例如，在带有单个细长分配器出口的液体分配器系统中，横跨太阳能电池板的宽度的液体流动的精确度和一致性随着太阳能电池板的大小的改变而不理想地改变。在带有多个平行液体出口的液体分配器系统中，横跨分配器的宽度的流动流质量上的变化可以促使液体封装材料的独立的流在一起流动并且不利地影响连续封装层在太阳能电池上的形成。如果待被封装的太阳能电池的尺寸从一个太阳能电池板到下一个太阳能电池板变化，那么在能够继续分配之前，常规液体分配器系统必须完全重新构造，从而导致大量的制造停机时间。另外，整个液体分配器系统通常必须在每次重新构造之间或每隔几分钟冲掉液体封装材料以避免液体封装材料在分配器系统内的固结。然而，常规液体分配器系统在与分配器相关联的阀和分配器的液体出口之间俘获大量或大体积的封装材料。每次冲洗分配器系统时，这种大量的封装材料完全浪费，并且进一步导致在分配循环之间封装材料从液体出口的不希望的滴下。
此外，常规液体分配器系统通常仅用齿轮泵来计量液体封装材料的每种组分的流量。对于包括诸如石英粉的磨蚀性材料的液体封装材料的组分，齿轮泵遭受高磨损和故障率。因此，希望提供解决封装过程的这些和其它问题的用于太阳能电池板的液体分配器枪和系统。
发明内容
根据本发明的一个实施例，液体分配器枪适于混合二组分混合物的第一液体组分和第二液体组分并且将该二组分混合物分配在基板上。液体分配器枪包括枪身，该枪身带有适于接纳第一组分的第一枪身进口 ；适于接纳第二组分的第二枪身进口 ；以及适于接纳液体冲洗组分的第三枪身进口。枪身还包括与第一枪身进口、第二枪身进口、和第三枪身进口流体连通的枪身流体通道。枪身流体通道是包括下游段的非线性通道，使得第二组分以层流穿过枪身流体通道的方式被引入，并且冲洗组分在第二组分的上游并且以与第二组分的层流成角度的方式被引入，从而当冲洗组分朝下游段流动时在冲洗组分中产生湍流。 液体分配器枪还包括联接到枪身的混合歧管。混合歧管包括与枪身流体通道流体连通的混合器通道和布置在该混合器通道中的多个混合元件。液体分配器枪进一步包括联接到混合歧管的喷嘴板。喷嘴板包括带有多个液体出口的至少一个喷嘴。喷嘴板在混合器通道和所述至少一个喷嘴之间提供流体连通。在另一个实施例中，液体分配器系统包括如上所述的液体分配器枪。液体分配器系统还包括至少一台供给泵，该至少一台供给泵用于向枪身输送液体冲洗组分、第一液体组分、和第二液体组分中的一种或多种。液体分配器系统还包括第一流量计，该第一流量计被构造用以调节被输送至枪身的第一组分的流量。同样地，液体分配器系统还包括第二流量计，该第二流量计被构造用以计量被输送至枪身的第二组分的流量。在进一步的实施例中，液体分配器枪适于混合二组分混合物的第一液体组分和第二液体组分并且该将二组分混合物分配在基板上。液体分配器枪包括枪身，该枪身带有 第一枪身进口，该第一枪身进口与适于接纳第一组分的第一阀流体连通；以及第二枪身进口，该第二枪身进口与适于接纳第二组分的第二阀流体连通。枪身还包括与第一阀和第二阀流体连通的枪身流体通道。液体分配器枪还包括联接到枪身的底表面的混合歧管。混合歧管包括混合歧管主体，该混合歧管主体限定了与枪身流体通道流体连通的混合器通道并且沿着第一混合器通道轴线延伸，第一组分和第二组分沿着第一混合器通道轴线在混合器通道中行进。混合歧管还包括至少一个盖子，该至少一个盖子联接到混合器歧管主体的侧壁；以及第一静态混合器，该第一静态混合器布置在混合器通道中并且限定了大致平行于第一混合器通道轴线的第一静态混合器轴线。混合器通道延伸到混合器歧管主体的侧壁，使得可以通过沿着第一混合器通道轴线和第一静态混合器轴线移动第一静态混合器而将盖子从混合器歧管主体移除以提供用于检修或更换第一静态混合器的入口。液体分配器枪进一步包括联接到混合歧管的喷嘴板。喷嘴板包括带有多个液体出口的至少一个喷嘴。喷嘴板提供在混合器通道和所述至少一个喷嘴之间的流体连通。在又一个实施例中，提供了混合二组分混合物的第一组分和第二组分以及在基板上形成二组分混合物的大致连续层的方法。该方法包括输送第一组分到枪身流体通道的下游段以及以层流朝下游段输送第二组分穿过枪身流体通道。该方法进一步包括用多个混合元件混合第一组分和第二组分以形成二组分混合物。多个液体出口将二组分混合物的流分配到基板上。该方法还包括以在冲洗组分中产生湍流的方式穿过枪身流体通道输送冲洗组分以清除第一组分、第二组分、和二组分混合物。
并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且附图连同上文给出的对本发明的一般描述和下文给出的详细描述起到解释本发明的作用。图I是本发明的液体分配器系统的一个实施例的透视图；图IA是使用本发明的液体分配器系统制造的太阳能电池板的一部分的截面侧视图；图2是图I的液体分配器系统的元件的示意图；
图3是液体分配器系统的冲击式流量计(flow shot meter)的工作的示意图；图4是图I的液体分配器系统的分配器枪的透视图；图5是沿着图4的线5-5截取的分配器枪的截面顶视图；图6是沿着图4的线6-6截取的分配器枪的截面顶视图；图7是沿着图4的线7-7截取的分配器枪的截面顶视图；图8是沿着图4的线8-8截取的分配器枪的截面顶视图；图9是沿着图4的线9-9截取的分配器枪的截面顶视图；图10是图4的分配器枪的底视图；以及图11是液体分配器系统的另一个实施例中的图4的多个分配器枪联接在一起的透视图。
具体实施例方式图I和图2示出了用于将二组分混合物分配到基板12上的液体分配器系统10的示例性实施例。例如，二组分混合物可以是液体封装材料11，该液体封装材料11包括第一或基础液体组分(下文称为“组分A”)和第二或催化剂液体组分(下文称为“组分B”)，在制造太阳能电池板I中，液体封装材料11被分配在太阳能电池基板12上(该太阳能电池基板可以包括如在本领域中很容易理解的多个连接到一起的太阳能电池)。为此,如图IA中所示，可以将二组分混合物11应用到太阳能电池基板12的前侧12a，以将前覆盖面板13a黏附地联接到太阳能电池基板12，然后可以将二组分混合物11应用到太阳能电池基板12的后侧12b，以将后覆盖面板13b黏附地联接到太阳能电池基板12，从而将太阳能电池基板12密封在前后覆盖面板内，以形成太阳能电池板I的太阳能电池“夹层”。应理解，可替代地，在替代的太阳能电池板构造过程中，可以将二组分混合物11应用到前覆盖面板13a或后覆盖面板13b，而不是应用到太阳能电池基板12。此外，后覆盖面板13b可以由玻璃或非玻璃或诸如箔背板的非刚性材料形成，而前覆盖面板13a通常由玻璃或另一大致透明的材料形成。在太阳能电池“夹层”已经形成之后，使“夹层”在层合机中固化。继固化过程之后，在修边机上修剪太阳能电池夹层的侧边缘并且用框架构件15框住太阳能电池夹层的侧边缘。然后，沿着后玻璃面板13b安装接线盒17，用以控制对太阳能电池板I的操作并且从太阳能电池板I输送能量至电网或其它装置，如易于理解的那样。在安装了接线盒17之后，太阳能电池板I完全组装完毕，并且为安装和使用作好准备。液体分配器系统10包括液体分配器枪14 ;第一流量计16 ;第二流量计18 ；以及三台供给泵20、22、24，该三台供给泵被构造用以(分别)输送组分A、组分B、和冲洗组分到第一和第二流量计16、18以及液体分配器枪14。供给泵20、22、24和压缩空气供给歧管26安装在控制支柱28上，如图I中所示。第一和第二流量计16、18以及液体分配器枪14安装在机器人臂30上，该机器人臂30被构造用以使液体分配器枪14相对于基板12移动。可替代地，机器人臂30可以是固定支撑物，当基板12由传送带32驱动时，该固定支撑物将液体分配器枪14定位在基板12上。第一和第二流量计16、18控制(S卩，计量)组分A和组分B到液体分配器枪14的供给流量，该液体分配器枪可工作以将二组分混合物的连续层分配到基板12上，如下文进一步详细描述的。应了解，在不脱离本发明的范围的情况下，在其它实施例中可以对液体分配器系统10的各元件的安装布置和布局进行修改。如图2中示意性地示出的，组分A被从第一桶34供给至第一供给泵20。组分A被泵送穿过第一过滤器36，该第一过滤器被构造用以从组分A除去不希望的颗粒物质。组分A然后流入到第一流量计16，该第一流量计控制组分A到分配器枪14的流量。计量供给的组分A离开第一流量计16并且被输送至分配器枪14的第一枪身进口 38。多个阀40和压力传感器42设置在组分A的流路中，使得组分A的流动可以受到设置在控制立柱28上的控制装置44的监控。应理解，阀40可以包括二通阀、止回阀、或其它类型的已知的阀。以类似的方式，组分B被从第二桶46供给至第二供给泵22。组分B被泵送穿过第二过滤器48，该第二过滤器被构造用以从组分B除去不希望的颗粒物质。组分B然后流入到第二流量计18，该第二流量计控制组分B到分配器枪14的流量。计量供给的组分B离开第二流量计18并且被输送至分配器枪14的第二枪身进口 50。此外，多个阀40和压力传感器42设置在组分B的流路中并且可以受到控制装置44的监控。液体冲洗组分被从第三桶52供给至第三供给泵24。冲洗组分被泵送穿过第三过滤器54，该第三过滤器被构造用以从冲洗组分除去不希望的颗粒物质。冲洗组分然后被直接输送至分配器枪14的第三枪身进口 56。再一次，多个阀40和压力传感器42设置在冲洗组分的流路中并且可以受到控制装置44的监控。应了解，更多或更少的阀40和压力传感器42可被包括在分配器系统10的替代实施例中。第一流量计16和第二流量计18可以是任何一种流量计量装置，该流量计量装置可工作以控制组分A和组分B的流速并且从而控制二组分混合物的混合比。例如，流量计16、18中的一个或两个可以包括齿轮泵。可替代地，流量计16、18中的一个或两个可以包括诸如国际申请公开No. W02006/050233中公开的旋转活塞泵的旋转活塞泵，该国际申请的全部公开内容在此通过引用并入。这些类型的流量计量装置中的每一种可以用于太阳能电池基板12的光学透明的前侧封装材料的两个组分。然而，合并到太阳能电池基板12的后侧封装材料的组分中的一种或两种的磨蚀性石英粉快速磨损齿轮泵和旋转活塞泵。因此，用于后侧封装过程的流量计16、18中的一种或两种可以包括诸如美国专利申请公开No. 2010/0065585中公开的冲击式连续流量计的冲击式流量计，该美国专利申请的全部公开内容在此通过引用并入。应理解，流量计16、18中的一个或两个可以包括用于液体分配 器系统10的任何应用的冲击式流量计，所述应用包括分配用于太阳能电池基板12的前侧封装材料。
冲击式流量计58的示例性实施例示意性地示出在图3中。冲击式流量计58是冲击式连续流量计，该冲击式连续流量计被构造用以在驱动活塞60在冲击式流量计58的泵送部分62内沿两个方向平移时计量液体(包括高度磨蚀性或粘性液体)。冲击式流量计58包括泵送部分62和控制部分64。泵送部分62包括计量室66，在该计量室内驱动活塞60如以箭头68所指示作往复运动。驱动活塞60将计量室66划分成上室部分66a和下室部分66b。上室部分66a在上孔口 72处连接到第一流管70。下室部分66b在下孔口 76处连接到第二流管74。上下孔口 72、76循环地充当计量室66的液体进口和液体出口，这取决于驱动活塞60的移动方向。驱动活塞60在示出的实施例中被机械地致动,但是在其它实施例中也可以使用气动致动或电致动的驱动活塞。当第二流管74输送液体到控制部分64中的点C和从该点C输送液体时，第一流管70输送液体到控制部分64中的点B和从该点B输送液体。来自供给泵20、22、24中的一个的加压液体被提供给控制部分64中的点A，并且通过控制部分64中的点D被输送至分配器枪14。冲击式流量计58的控制部分64如下地工作。当驱动活塞60朝上室部分66a平移时，第一流管70输送液体到点B，该点B可操作地联接到点D以允许液体离开冲击式流量计58。同时，点A可操作地联接到点C以允许进入冲击式流量计58的液体流经第二流管74以填充下室部分66b。当驱动活塞60朝下室部分66b向后平移时，第二流管74输送液体到点C,该点C现在可操作地联接到点D以允许液体离开冲击式流量计58。同时,点A可操作地联接到点B以允许进入冲击式流量计58的液体流经第一流管70以填充上室部分66a。点B和点C到点A和点D的交替可操作联接可以使用联接到控制部分64的气动致动滑阀(未示出)或在其它实施例中使用电致动或机械致动的滑阀来实现。因此，冲击式流量计58以近似零的停机时间连续地输送计量供给的液体到分配器枪14。转向分配器枪14，图4-10示出示例性实施例的另外的特征。如图4中所示，分配器枪14包括枪身78、联接到枪身78的空气盖子80、联接到枪身78的混合歧管82、以及联接到混合歧管82的喷嘴板84。空气盖子80包括空气进口 86，该空气进口带有空气进口端口 86a，该空气进口端口被构造用以从压缩空气供给歧管26接纳压缩空气。空气盖子80还包括第一电磁阀88a、第二电磁阀88b、和第三电磁阀88c，每个电磁阀通过穿过空气进口端口 86a被输送的压缩空气而操作。电磁阀88a、88b、88c如下文进一步详细描述地致动控制通过分配器枪14的液体流的阀92、104、108。枪身78包括第一枪身进口 38，该第一枪身进口包括用于接纳组分A和输送组分A到枪身78的第一进口端口 38a和第一进口通道38b。枪身78进一步包括第一进口通道90，该第一进口通道90从第一进口通道38b延伸到第一阀92，如图5中所示。组分A流经第一进口通道90到第一阀92，如以箭头91所示。第一阀92在示出的实施例中是气动滑阀。就这点而言，第一电磁阀88a工作以打开和关闭第一阀92，如在本领域中易于理解的。当打开第一阀92时，组分A从第一进口通道90穿过第一阀92直接流入布置在第一阀92下方的枪身流体通道94 (在图5中以虚拟件示出)的下游段99。枪身流体通道94被加工在枪身78的底表面79中并且进一步包括上游段97、中间段96、从上游段97延伸到中间段96的第一中间通道98、以及从中间段96延伸到下游段99的第二中间通道100。下面相对于图6进一步详细地描述枪身流体通道94。回到图5，枪身78还包括第二枪身进口 50，该第二枪身进口 50包括用于接纳组分B和输送组分B到枪身78中的第二进口端口 50a和第二进口通道50b。枪身78进一步包括第二进口通道102，该第二进口通道102从第二进口通道50b延伸到第二阀104。组分B流经第二进口通道102到第二阀104，如以箭头103所示。第二阀104在示出的实施例中是气动滑阀。就这点而言，第二电磁阀88b工作以打开和关闭第二阀104。当打开第二阀104时，组分B从第二进口通道102穿过第二阀104直接流入到枪身流体通道94的中间段96，枪身流体通道94被布置成与枪身78的底表面79相邻。枪身78进一步包括第三枪身进口 56，该第三枪身进口 56包括用于接纳冲洗组分和输送冲洗组分到枪身78中的第三进口端口 56a和第三进口通道56b。枪身78进一步包括第三进口通道106，该第三进口通道从第三进口通道56b延伸到第三阀108。冲洗组分流经第三进口通道106到第三阀108，如以箭头107所示。第三阀108在示出的实施例中是气动滑阀。就这点而言，第三电磁阀88c工作以打开和关闭第三阀108。当打开第三阀108时，冲洗组分从第三进口通道106穿过第三阀108直接流入到枪身流体通道94的上游段 97，枪身流体通道94被布置成与枪身78的底表面79相邻。如图6中所示，枪身流体通道94是以加工在枪身78的底表面79中的凹槽的形式呈现的非线性通道。“非线性”通道被定义为如下的通道该通道具有第一端和第二端，在第一端和第二端之间具有不直的流路，例如流路具有在第一端和第二端之间的带有弯段和/或弯曲部分。限定了枪身流体通道94的凹槽远离底表面79向下敞开并且以非线性的方式从枪身流体通道94的第一端(即，在上游段97处)延伸到枪身流体通道94的第二端(即，在下游段99处)。更具体地，第一中间通道98沿大致直线或线性方向从上游段97延伸到中间段96。第二中间通道100从中间段96延伸以限定到下游段99的大致非线性或弯曲的流路。第一中间通道98和第二中间通道100均与中间段96的同一侧连通，使得第一和第二中间通道98、100在中间段96处在它们之间限定锐角。第二中间通道100的弯曲流路和枪身流体通道94的总体非线性形状的组合抑制组分A和组分B沿上游方向朝上游段97流动。就这点而言，穿过第一中间通道98的流动在图6中以箭头95指示，而穿过第二中间通道100的流动在图6中以箭头101指示。用枪身流体通道94的非线性形状维持沿箭头95和101所指示的方向穿过枪身流体通道94的流动是有利的，因为这种流动阻止在组分A和组分B被混合以产生用于太阳能电池板I的液体封装材料时可以相互反应的组分A和组分B过早混合。更具体地，组分B的顺流迫使组分A流入到混合歧管82而不是沿“上游”方向朝中间段96和上游段97流动。因此，在冲洗过程期间需要更少的冲洗组分来清洁具有混合材料的液体分配器枪14，因为在枪身流动通道94中将存在更少的混合材料。此外，对第一阀92、第二阀104、以及第三阀108下游的枪身78中的混合材料量的限制倾向于减少因分配循环之间的重力而导致从分配器枪14的不希望的滴下。另外，组分B穿过枪身流体通道被以层流输送。更具体地，组分B以层流从中间段96通过第二中间通道100行进到下游段99。相比之下，冲洗组分以在冲洗组分中产生湍流的方式穿过枪身液体通道被输送以改善冲洗组分的清洗或冲洗能力。为此，可以通过迫使冲洗组分在枪身流体通道中突然改变方向而在冲洗组分中并且更具体地在中间段96处产生湍流。可以通过引导冲洗组分环绕由第一中间通道98和第二中间通道100所限定的锐角而在中间段96处产生湍流。环绕中间段96所产生的湍流在将死角冲洗或清洗干净上是有效的，这种湍流可以出现在穿过枪身流体通道94在中间段96处的流动中。应了解，可以在本发明的范围内对枪身流体通道94的精确的非线性形状和第一阀92、第二阀104、以及第三阀108在枪身78内的位置进行修改。然而，在所有实施例中第一阀92、第二阀104、以及第三阀108保持被布置成与枪身78的枪身流体通道94和底表面79相邻。如图6和7中所示，混合歧管82包括上表面110，该上表面110被构造用以邻接枪身78的底表面79，从而形成枪身流体通道94的底部边界(该枪身流体通道如先前所述加工在底表面79中)。混合歧管82包括上游混合器通道端口 112，该上游混合器通道端口布置在枪身流体通道94的下游段99处的第一阀92的正下方。上游混合器通道端口 112在混合歧管82内在下游段99和混合器通道114 (在图7以虚拟件示出)之间提供流体连通。因此，组分A和组分B在枪身78中直到恰好在两种组分穿过上游混合器通道端口 112进入混合歧管82时才相遇。这种布置使两种组分在枪身78内在相应的第一和第二阀92、104的下游的体积最小化。因此，由保持在分配器枪14中的两种组分在第一和第二阀92、104与在(下文详细地描述的)喷嘴板84处的多个流体出口 160之间的体积所形成的压头被最小化并且减小了二组分混合物在分配循环之间从分配器枪14不希望地滴下的可能性。此外， 当冲洗组分在枪身流体通道94的上游段97处被输送至分配器枪14时，分配器枪14还使从分配器枪14冲走的浪费的材料的量最小化。在图7和图8中更清楚地示出了混合歧管82。混合歧管82通过从喷嘴板84延伸穿过混合歧管82并进入枪身78中的多个大致竖直的联接螺栓116联接到枪身78。应理解，在其它实施例中更多或更少的联接螺栓116或其它常规紧固件可以设置在相同的或不同的位置中。混合歧管82的上表面110进一步包括大致围绕枪身流体通道94的环形凹槽118。诸如弹性密封件的密封构件120定位在环形凹槽118中以从分配器枪14的外部密封枪身流体通道94。混合歧管82包括混合歧管主体82a、沿着混合歧管主体82a的前侧壁122的第一盖子82b、以及沿着混合歧管主体82a的后侧壁124的第二盖子82c。混合器通道114布置在混合歧管主体82a内并且包括上游混合器通道端126，该上游混合器通道端接纳从枪身流体通道94流经上游混合器通道端口 112的液体。混合器通道114还包括下游混合器通道端128，该下游混合器通道端与通向喷嘴板84的下游混合器通道端口 130流体连通，如下文进一步详细描述的。混合器通道114成形为回旋流动通道，该回旋流动通道包括第一混合器通道部分114a、第二混合器通道部分114b、以及第三混合器通道部分114c，每一个混合器通道部分大致相互平行地从混合歧管主体82a的前侧壁122延伸到混合歧管主体82a的后侧壁124。应理解，术语“回旋”在这份说明书中表示遵循来回或迂回路径的通道。混合器通道114通过从前侧壁122到后侧壁124钻三个细长通孔而形成，使得第一中间歧管壁123分隔第一混合器通道部分114a和第二混合器通道部分114b，并且第二中间歧管壁125分隔第二混合器通道部分114b和第三混合器通道部分114c。然后通过从前侧壁122向内铣削第一中间歧管壁123使第一混合器通道部分114a和第二混合器通道部分114b流体地连接，以形成与前侧壁122向内隔开的第一中间歧管壁自由端123a。以类似的方式，通过从后侧壁124向内铣削第二中间歧管壁125使第二混合器通道部分114b和第三混合器通道部分114c流体地连接，以形成与后侧壁124向内隔开的第二中间歧管壁自由端125a。
在工作中，在混合器通道114中流动的液体流入到上游混合器通道端126处的第一混合器通道部分114a并且朝前侧壁122行进然后环绕第一中间歧管壁自由端123a流入到第二混合器通道部分114b (如在图8中以箭头127所示)。在第二混合器通道部分114b中，液体朝后侧壁124流动然后环绕第二中间歧管壁自由端125a流入到第三混合器通道部分114c(如在图8中以箭头129所示)。在第三混合器通道部分114c中，液体朝前侧壁122回流直到到达下游混合器通道端128和下游混合器通道端口 130为止。混合歧管82在混合器通道114中包括多个诸如混合挡板的混合元件132，该多个混合元件用于彻底地混合组分A和组分B以形成二组分混合物。混合元件132可以是常规螺旋形混合元件，这些混合元件形成在具有侧壁的第一、第二、和第三挡板堆132a、132b、132c (即，静态混合器)中(如图8中所示)并且插入到混合器通道114的相应的第一混合器通道部分114a、第二混合器通道部分114b、和第三混合通道部分114c中。就这点而言,第一、第二、和第三挡板堆132a、132b、132c被布置成以并排关系大致相互平行。挡板堆132a、132b、132c中的每一个沿着相应的静态混合器轴线133a、133b、133c布置，如图8中所示。 静态混合器轴线133a、133b、133c被定向成正交于或横向于(图4中所示的)分配轴线160a，该分配轴线通过在下文进一步详细描述的液体出口 160中的任一个限定。更具体地，静态混合器轴线133a、133b、133c大致垂直于分配轴线160a中的每一个。在示出的实施例中，在混合器通道114中存在总共三十六个混合元件132。应了解，在分配器枪14的替代实施例中可以使用更多或更少的螺旋形构造或任何其它常规设计的混合元件132。如上所述，混合器通道部分114a、114b、114c中的每一个一直延伸到混合歧管主体82a的前侧壁122以及后侧壁124，从而限定了多个检修口 134，可以通过该多个检修口使挡板堆132a、132b、132c滑入到相应的混合器通道部分114a、114b、114c中和从这些混合器通道部分滑出。混合器通道部分114a、114b、114c进一步限定相应的第一、第二、和第三混合器通道轴线135a、135b、135c，这些混合器通道轴线大致平行于挡板堆132a、132b、132c的对应的静态混合器轴线133a、133b、133c。在不出的实施例中，第一静态混合器轴线133a与第一混合器通道轴线135a共线，第二静态混合器轴线与第二混合器通道轴线135b共线，并且第三静态混合器轴线133c与第三混合器通道轴线135c共线。此外，静态混合器轴线133a、133b、133c和混合器通道轴线135a、135b、135c通常被限定为沿着流体流经对应的混合器通道部分114a、114b、114c的方向。因此，可以通过更具体地沿着由相应的静态混合器轴线133a、133b、133c和相应的混合器通道轴线135a、135b、135c所限定的方向推或拉挡板堆132a、132b、132c穿过检修口 134移动挡板堆132a、132b、132c。第一盖子82b用一对螺栓136或类似的紧固件可拆卸地联接到混合歧管主体82a的前侧壁122。第一盖子82b沿着前侧壁122覆盖检修口 134并且包括密封构件138，该密封构件用于从分配器枪14的外侧密封检修口 134和混合器通道114。以类似的方式，第二盖子82c用另一对螺栓136或类似的紧固件可拆卸地联接到混合歧管主体82a的后侧壁124。第二盖子82c沿着后侧壁124覆盖检修口 134并且包括密封构件140，该密封构件用于从分配器枪14的外侧密封检修口 134和混合器通道114。因此，第一盖子82b和第二盖子82c使能够随时进入混合器通道114和混合元件132以检修混合元件132，而无需拆卸整个分配器枪14。在组分A和组分B已经通过混合元件132彻底混合在一起之后，生成的二组分混合物从下游混合器通道端128流经下游混合器通道端口 130到喷嘴板84中的喷嘴通道142的上游端144中，如图9中所不。嗔嘴通道142沿着嗔嘴板84的上表面146形成并且在上侧以混合器歧管82的底表面83为界。喷嘴通道142是以加工在喷嘴板84的上表面146中的凹槽的形式呈现的光滑波状通道。喷嘴通道142包括第一喷嘴通道部分142a，该第一喷嘴通道部分在(如以箭头149所示的)大致Y形联结点148处分成一对第二喷嘴通道部分142b。第二喷嘴通道部分142b中的每一个然后在(如以箭头151所示的)大致T形联结点150处再一次分成多个第三喷嘴通道部分142c。应了解，Y形联结点148和T形联结点150具有平滑的弯曲轮廓从而促进在整个喷嘴通道142上的均匀连续流动。第三喷嘴通道部分142c横跨喷嘴板84的宽度的一部分大致串联地延伸并且共同地通向多个大致竖直的下游端通道143a、143b、143c。下游端通道143a、143b、143c中的每一个延伸到(图10中所示的)一个相应的喷嘴152a、 152b、152c，这些喷嘴可移除地夹紧到喷嘴板84。因此，二组分混合物从喷嘴通道142的上游端144流经喷嘴通道部分142a、142b、142c，并且流经下游端通道143a、143b、143c到喷嘴152a、152b、152c。喷嘴板84进一步包括在上表面146处的环形凹槽154，该环形凹槽154围绕喷嘴通道部分142a、142b、142c。诸如弹性密封件的密封构件156定位在环形凹槽154中在喷嘴板84和混合歧管82之间从而从分配器枪14的外侧密封喷嘴通道142。喷嘴通道142的光滑的轮廓以及液体流在Y形联结点148和T形联结点150处的分开与再分开促使在第三喷嘴通道部分142c处横跨喷嘴板84的宽度的均匀连续流动。因此，穿过相应的下游端通道143a、143b、143c被输送至每个喷嘴152a、152b、152c的二组分混合物的量是大致相等的，从而确保了横跨分配器枪14的宽度的流动一致性得以维持。因此，分配的二组分混合物在基板12上形成更连续的封装层。应理解，在本发明的在替代实施例中，下游端通道143a、143b、143c每个能够供应两个或更多个夹紧到喷嘴板84的喷嘴。在图10中最清晰地示出的示意实施例中，喷嘴板84联接到横跨分配器枪14的宽度的三个喷嘴152a、152b、152c，这些喷嘴也被称为喷嘴模152。喷嘴152被用对应于美国专利No. 6，619，566中所公开的夹紧机构的相关联的夹紧机构158可移除地夹紧到喷嘴板84，该美国专利的全部内容在此以引用方式并入。喷嘴152中的一个或多个可被移除或联接到喷嘴板84以修改由分配器枪14分配到基板12上的二组分混合物的总宽。当从喷嘴板84移除喷嘴152时，喷嘴盲板(未示出)必须代替喷嘴152被夹紧以从对应的下游端通道143阻挡液体流。喷嘴152中的每一个包括多个液体出口 160，该多个液体出口与下游端通道142d中的至少一个流体连通。如上所述，液体出口 160的每个沿着相应的分配轴线160a布置，该相应的分配轴线大致正交于或横向于静态混合器轴线133a、133b、133c。多个液体出口 160以锯齿状模式交错布置在每个喷嘴152上，使得分配的二组分混合物的相邻的流可被沿分配器枪14的宽度方向紧挨在一起分配。液体出口 160的交错布置模式抑制分配的液体流在基板12上涂覆液体流之前的不希望的结合，这能够导致由二组分混合物所形成的封装层中的不连续。就这点而言，液体出口 160被布置成确保大致连续的封装层，这对于太阳能电池基板12的层合来说是希望的。应理解，多个液体出口 160能够在其它实施例中可替代地以不同的排列(即，串联)形成。
为了进一步增加液体分配器系统10的模块性和适应性，该系统10可以包括多个串联地联接在一起的分配器枪14，如在图11中示出的实施例中所示的。分配器枪14中的每一个包括相对于图4-10的第一实施例详细地描述的同样的结构和元件。因此，分配器系统10可以包括夹紧到分配器枪14的任何数量的喷嘴152 (例如，多达十五个)。假定为了说明每个喷嘴152的宽度是25毫米，图11的分配器系统10能够容易地分配封装材料的二组分混合物到宽度范围为从约25毫米到约375毫米的太阳能电池基板12上。应理解，可以对分配器枪14进行修改以联接到三个以上的喷嘴152，使得可以进一步修改分配宽度。如果被用于分配器系统10的第一和第二流量计16、18是如上结合图3所述的冲击式流量计58，那么这些冲击式流量计58被构造用以针对高达250毫米的总分配宽度来计量组分A或组分B的精确供给。因此，图11的分配器系统10将需要每个第一和第二流量计16、18中的两个或更多个分别可操作地联接到分配器枪14中的至少两个。为此，多个供给泵20、22、24也可以设置在分配器系统10中以确保每种组分充分地流向分配器枪14。应理解，在替代实施例中，任何数量的供给泵、流量计、和分配器枪可以与分配器系统10 — 起使用。因此，分配器系统10完全被模块化并且使能够几乎无限制地修改二组分混合物的宽度，这取决于具体的应用。概括地说，本发明的液体分配器系统10适于混合二组分混合物以及在基板12上分配凝成大致连续层的多条流，所述层具有几乎任何宽度。供给泵20、22、24输送组分A、组分B、以及冲洗组分到分配器枪14。第一和第二流量计16、18控制对组分A和组分B到分配器枪14的供给，使得二组分混合物可以特定的混合比形成。组分A和组分B紧在组分进入混合歧管82之前直到非线性枪身流体通道94的下游段99都不会在枪身78中相遇。枪身78的这个构造使保持在阀92、104和流动出口 160之间的分配器枪14中的组分的量最小化，从而阻止在分配循环之间从流动出口 160的不希望的滴下并且减少在冲洗操作期间浪费的材料的量。枪身流体通道94的非线性形状还抑制组分A和组分B朝枪身流体通道94的上游段97的流动。此外，第二组分在第二中间通道100处被以层流输送穿过枪身流体通道94，而冲洗组分以在冲洗组分中产生湍流的方式被从上游段97输送穿过枪身流体通道94至下游段99，从而更彻底地将分配器枪14清洗或冲洗干净。混合歧管82中的混合元件132彻底地混合组分A和组分B以形成二组分混合物，然后使该二组分混合物通过喷嘴通道142均匀地分布在喷嘴板84的宽度上。然后通过对应的喷嘴152中的多个流动出口 160分配二组分混合物。流动出口 160以锯齿状构造交错地布置以确保使独立的二组分混合物的流凝结或流动在一起以仅在沉积在基板12上之后形成连续的封装层。可以在分配周期之后通过输送冲洗组分穿过第三阀108、枪身流体通道94、混合器通道114、和喷嘴通道142对分配器枪14进行冲洗。此外，分配器枪14和喷嘴152的完全模块化的属性通过减少针对不同大小的基板12重新构造分配系统10所需的时间量和精力而提闻总效率。虽然已经通过对优选实施例的描述示出了本发明并且虽然已经以一定的详细程度描述了这些实施例，但是本申请的意图并不是约束所附权利要求的范围或将所附权利要求的范围以任何方式限制于这样的细节。另外的优势和修改对本领域的技术人员来说将容易显现。例如，在分配器系统10的另一个实施例中，分配器枪14的总宽可以增加到250毫米宽，其中十个或更多喷嘴152夹紧到分配器枪14。本发明的各种特征可被单独地使用或用在许多组合中，这取决于用户的需求 和偏好。
权利要求
1.一种液体分配器枪，所述液体分配器枪适于混合二组分混合物的第一液体组分和第二液体组分并且将所述二组分混合物分配在基板上，所述液体分配器枪包括 枪身，所述枪身包括适于接纳所述第一组分的第一枪身进口、适于接纳所述第二组分的第二枪身进口、以及适于接纳液体冲洗组分的第三枪身进口，所述枪身进一步包括枪身流体通道，所述枪身流体通道与所述第一枪身进口、所述第二枪身进口和所述第三枪身进口流体连通，其中所述枪身流体通道是包括下游段的非线性通道，使得所述第二组分以层流穿过所述枪身流体通道朝所述下游段引入，并且所述冲洗组分在所述第二组分的上游且以与所述第二组分的所述层流成角度地引入，从而在所述冲洗组分朝所述下游段流动时在所述冲洗组分中产生湍流； 混合歧管，所述混合歧管联接到所述枪身，并且包括与所述枪身流体通道流体连通的混合器通道和布置在所述混合器通道中的多个混合元件；以及 喷嘴板，所述喷嘴板联接到所述混合歧管，并且包括至少一个带有多个液体出口的喷嘴，所述喷嘴板在所述混合器通道和所述至少一个喷嘴之间提供流体连通。
2.根据权利要求I所述的液体分配器枪，其中所述枪身进一步包括联接到所述混合歧管的底表面，并且所述枪身流体通道由在所述枪身的所述底表面中的凹槽形成。
3.根据权利要求2所述的液体分配器枪，其中所述枪身流体通道的所述下游段与所述第一枪身进口和所述混合器通道直接流体连通，并且所述枪身流体通道进一步包括 上游段，所述上游段与所述第三枪身进口直接流体连通，以及中间段，所述中间段布置在所述上游段和下游段之间，并且与所述第二枪身进口直接流体连通。
4.根据权利要求3所述的液体分配器枪，其中所述枪身流体通道进一步包括 第一中间通道，所述第一中间通道在所述上游段和所述中间段之间延伸，以及 第二中间通道，所述第二中间通道在所述中间段和所述下游段之间延伸， 其中，所述第一中间通道和所述第二中间通道在所述中间段处限定所述第一中间通道和所述第二中间通道之间的锐角，使得被引入到所述枪身流体通道的所述冲洗组分通过在所述中间段处环绕所述锐角流动而突然改变方向。
5.根据权利要求3所述的液体分配器枪，其中所述枪身进一步包括 第一阀，所述第一阀与所述下游段相邻，并且被构造用以控制所述第一组分从所述第一枪身进口至所述枪身流体通道的流动， 第二阀，所述第二阀与所述中间段相邻，并且被构造用以控制所述第二组分从所述第二枪身进口至所述枪身流体通道的流动，以及 第三阀，所述第三阀与所述上游段相邻，并且被构造用以控制所述冲洗组分从所述第三枪身进口至所述枪身流体通道的流动。
6.根据权利要求I所述的液体分配器枪，其中所述至少一个喷嘴包括多个喷嘴，所述多个喷嘴能够从所述喷嘴板移除，以改变所分配的二组分混合物的宽度。
7.根据权利要求I所述的液体分配器枪，其中所述多个液体出口被布置成以交错结构横跨所述枪的宽度。
8.根据权利要求I所述的液体分配器枪，其中所述混合歧管进一步包括混合歧管主体，所述混合歧管主体包括所述混合器通道和至少一个用于接近所述多个混合元件的检修口，其中所述混合器通道沿着穿过所述混合器通道的流体流的方向限定混合器通道轴线，并且所述多个混合元件限定大致平行于所述混合器通道轴线的静态混合器轴线，并且所述混合歧管还包括至少一个盖子，所述至少一个盖子可移除地联接到所述混合歧管主体，并且被构造成从所述混合歧管主体移除，以允许沿着所述静态混合器轴线和所述混合器通道轴线插入或移除所述多个混合元件。
9.根据权利要求I所述的液体分配器枪，其中所述混合器通道沿着所述二组分混合物的流向限定混合器通道轴线，并且每个液体出口限定横向于所述混合器通道轴线的分配轴线。
10.一种液体分配器系统，包括 如权利要求I中所述的液体分配器枪； 至少一台供给泵，所述至少一台供给泵用于输送所述第一液体组分、所述第二液体组分、和所述液体冲洗组分中的一种或多种到所述枪身； 第一流量计，所述第一流量计被构造用以计量被输送至所述枪身的第一组分的流量；以及 第二流量计，所述第二流量计被构造用以计量被输送至所述枪身的第二组分的流量。
11.根据权利要求10所述的液体分配器系统，进一步包括至少两个如权利要求I中所述的液体分配器枪，所述液体分配器枪彼此联接，以改变所分配的二组分混合物的宽度。
12.根据权利要求10所述的液体分配器系统，其中所述第一流量计和所述第二流量计从由冲击式连续流量计、旋转活塞泵和齿轮泵组成的组中选择。
13.一种用分配器枪混合二组分混合物的第一液体组分和第二液体组分并且将所述二组分混合物分配在基板上的方法，所述分配器枪包括枪身、具有下游段的枪身流体通道、多个混合元件、以及多个流体出口，所述方法包括 输送所述第一组分到所述枪身流体通道的下游段； 以层流朝所述下游段输送所述第二组分穿过所述枪身流体通道； 用所述多个混合元件混合所述第一组分和所述第二组分，以形成所述二组分混合物；从所述多个液体出口分配所述二组分混合物的流到所述基板上；以及以在所述下游段的上游在冲洗组分中产生湍流的方式输送冲洗组分穿过所述枪身流体通道，以清洗所述第一组分、所述第二组分和所述二组分混合物的所述分配器枪。
14.根据权利要求13所述的方法，其中通过强迫所述冲洗组分在所述枪身流体通道内突然改变方向，而在所述冲洗组分中产生所述湍流。
15.根据权利要求14所述的方法，其中通过围绕由所述枪身流体通道所限定的小于90度的角引导所述流体，而在所述冲洗组分中产生所述湍流。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述枪身流体通道包括由中间段联结的第一中间通道和第二中间通道，并且其中所述第一中间通道和所述第二中间通道在彼此之间限定小于90度的角，使得在所述冲洗组分中产生的所述湍流将所述中间段中的任何死区清洗干净。
17.根据权利要求13的方法，其中所述枪身流体通道进一步包括上游段和布置在所述上游段和下游段之间的中间段，并且所述第二组分的层流从所述中间段到所述下游段产生。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述冲洗组分被以小于90度的角从所述第二组分的层流引入到所述枪身流体通道，以在所述冲洗组分中产生所述湍流。
19.根据权利要求13所述的方法，其中所述分配器枪进一步包括与所述枪身流体通道的下游段流体连通的混合器通道，并且所述方法进一步包括 就在所述第一组分和所述第二组分流入到所述混合器通道之前并且在用所述多个混合元件混合所述第一组分和所述第二组分之前，在所述下游段处组合所述第一组分和所述第二组分的流动。
20.根据权利要求13所述的方法，其中所述枪身包括底表面，并且所述枪身流体通道包括上游段，并且至少部分地由所述底表面中的凹槽限定，并且所述方法进一步包括 抑制所述第一组分和所述第二组分的组合流从所述枪身流体通道的所述下游段朝所述上游段的移动。
21.根据权利要求13所述的方法，其中所述分配器枪包括多个喷嘴，所述喷嘴包括所述多个液体出口，并且所述方法进一步包括 通过从所述分配器枪联结或拆除所述多个喷嘴中的至少一个喷嘴来改变大致连续层的宽度。
22.根据权利要求13所述的方法，其中所述多个液体出口被布置成以交错结构横跨所述分配器枪的宽度，所述交错结构确保所述二组分混合物的分配流交错，以防止相邻的分配流在涂覆到所述基板上之前一起流动。
23.根据权利要求13所述的方法，其中所述基板是太阳能电池或第一覆盖面板中的一种，所述第一组分是用于太阳能电池板的液体封装材料的基本组分，并且所述第二组分是所述液体封装材料的催化剂组分，并且所述方法进一步包括 用所述二组分混合物的大致连续层、将所述第一覆盖面板黏附地联接到所述太阳能电池的第一侧。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括 从所述多个液体出口分配所述二组分混合物的流到太阳能电池的第二侧或第二覆盖面板中的至少一个上，使得所述二组分混合物的相邻流一起流动以形成第二大致连续层；以及 用所述二组分混合物的第二大致连续层将所述第二覆盖面板黏附地联接到所述太阳能电池的第二侧，从而形成包括所述太阳能电池和所述第一覆盖面板以及所述第二覆盖面板的太阳能电池夹层。
25.根据权利要求24所述的方法，进一步包括 通过使所述太阳能电池夹层经过层合机，而使所述二组分混合物固化在所述太阳能电池夹层中。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括 环绕所述太阳能电池夹层安装框架构件；以及 在所述第二玻璃面板上安装接线盒，所述接线盒能够工作以从所述太阳能电池输送能量到另一装置， 其中所述太阳能电池夹层、所述框架构件和所述接线盒共同地限定被构造用以产生能量的组装的太阳能电池板。
27.一种液体分配器枪，所述液体分配器枪适于混合二组分混合物的第一液体组分和第二液体组分并且将所述二组分混合物分配在基板上，所述液体分配器枪包括 枪身，所述枪身包括适于接纳所述第一组分的第一枪身进口、适于接纳所述第二组分的第二枪身进口、以及与所述第一枪身进口和所述第二枪身进口流体连通的枪身流体通道； 混合歧管，所述混合歧管联接到所述枪身，并且包括混合器歧管主体，所述混合器歧管主体限定混合器通道，所述混合器通道与所述枪身流体通道流体连通，并且沿着第一混合器通道轴线延伸，所述第一组分和第二组分沿着所述第一混合器通道轴线在所述混合器通道中行进，所述混合歧管进一步包括至少一个盖子，所述至少一个盖子联接到所述混合器歧管主体的侧壁，其中第一静态混合器布置在所述混合器通道中，并且限定大致平行于所述第一混合器通道轴线的第一静态混合器轴线，并且其中所述混合器通道延伸到所述混合器歧管主体的侧壁，使得能够将所述至少一个盖子从所述混合器歧管主体移除，以提供通道来用于通过沿着所述第一混合器通道轴线和所述第一静态混合器轴线移动所述第一静态混合器检修或更换所述第一静态混合器；以及 喷嘴板，所述喷嘴板联接到所述混合歧管，并且包括至少一个带有多个液体出口的喷嘴，所述喷嘴板在所述混合器通道和所述至少一个喷嘴之间提供流体连通。
28.根据权利要求27所述的液体分配器枪，其中所述混合器通道包括第一混合器通道部分，所述第一混合器通道部分与所述枪身流体通道连通，并且沿着所述第一混合器通道轴线布置；第二混合器通道部分，所述第二混合器通道部分与所述第一混合器通道部分连通，并且沿着平行于所述第一混合器通道轴线的第二混合器通道轴线且在穿过所述第二混合器通道部分的流体流的方向上布置；以及第三混合器通道部分，所述第三混合器通道部分与所述第二混合器通道部分和所述喷嘴板连通，并且沿着平行于所述第一混合器通道轴线的第三混合器通道轴线且在穿过所述第三混合器通道部分的流体流的方向上布置，并且其中所述至少一个静态混合器包括挡板堆，通过沿着所述第一、第二和第三混合器通道轴线移动所述挡板堆，而将所述挡板堆插入到所述第一、第二和第三混合器通道部分中的每一个中，使得所述挡板堆以大致平行或并排关系布置。
29.一种液体分配器枪，所述液体分配器枪适于混合二组分混合物的第一液体组分和第二液体组分并且将所述二组分混合物分配在基板上，所述液体分配器枪包括 枪身，所述枪身包括适于接纳所述第一组分的第一枪身进口、适于接纳所述第二组分的第二枪身进口、以及适于接纳液体冲洗组分的第三枪身进口，所述枪身进一步包括与所述第一枪身进口、所述第二枪身进口和所述第三枪身进口流体连通的枪身流体通道； 混合歧管，所述混合歧管联接到所述枪身，并且包括与所述枪身流体通道流体连通的混合器通道和沿着静态混合器轴线布置在所述混合器通道中的至少一个静态混合器，其中流经所述至少一个静态混合器的所述第一组分和所述第二组分遵循沿着所述静态混合器轴线的流路；以及 喷嘴板，所述喷嘴板联接到所述混合歧管，并且包括至少一个带有多个液体出口的喷嘴，所述喷嘴板在所述混合器通道和所述至少一个喷嘴之间提供流体连通， 其中所述多个液体出口中的每一个限定横向于所述静态混合器轴线的相应的分配轴线。
30.根据权利要求29所述的液体分配器枪，其中每条分配轴线垂直于所述静态混合器轴线。
全文摘要
一种液体分配器枪(14)，用于混合二组分混合物(11)的第一液体组分和第二液体组分并且分配该二组分混合物(11)，该液体分配器枪包括枪身(78)、混合歧管(82)、和喷嘴板(84)。枪身(78)包括枪身流体通道(94)，该枪身流体通道与枪身进口(38,50,56)流体连通；以及混合歧管(82)。枪身流体通道(94)是枪身(78)的底表面(79)中的凹槽，凹槽具有大致非线性形状，使得在可以以在冲洗组分中产生湍流的方式将冲洗组分引入枪身流体通道(94)中的同时，第二组分具有穿过枪身流体通道(94)的大致层流。
文档编号B05C5/00GK102686321SQ201080044668
公开日2012年9月19日 申请日期2010年10月4日 优先权日2009年10月5日
发明者莱斯利·J·沃尔高, 马克·A·古尔德 申请人:诺信公司